Siły adhezji i kohezji występujące w parabolicznych mikrołożyskach

• Autorzy: Wierzcholski K.

Warianty tytułu

EN

Adhesion and cohesion forces occurring in parabolical microbearings

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W przedstawionej pracy badany jest wpływ adhezji i kohezji na rozkład ciśnienia oraz siłę nośną w hydrodynamicznych, parabolicznych, poprzecznych mikrołożyskach ślizgowych. Rozpatrywane mikrołożyska ślizgowe o średnicy czopa mniejszej od 1 mm oraz wysokości szczeliny smarnej znacznie mniejszej od 1 mikrometra mają paraboliczny kształt czopa w kierunku wzdłużnym. Problem wpływu sił adhezji oraz kohezji na rozkłady wartości ciśnienia oraz siły nośne podczas smarowania takich łożysk ślizgowych odbiega znacznie od analogicznych wpływów adhezji i kohezji występujących w mikrołożyskach cylindrycznych. Podczas ruchu obrotowego czopa o kształcie parabolicznym w kierunku wzdłużnym powstają siły centryfugalne (odśrodkowe), wywołujące ssące działanie wirującego czopa mikrołożyska. W supercienkiej szczelinie smarnej o wysokości do 1 mikrometra siły odśrodkowe zwiększają siły adhezji występujące w szczelinie. Zwiększone siły adhezji zmieniają siły tarcia pomiędzy cząsteczkami oleju w poprzek szczeliny powodując zwiększone zmiany lepkości dynamicznej po grubości filmu. Dlatego problem wpływu sił adhezji na rozkład wartości ciśnienia oraz siły nośne w łożyskach parabolicznych zasługuje na odrębne potraktowanie oraz badanie.

EN

This paper presents the influence of adhesion and cohesion forces on the pressure distribution and carrying capacity forces occurring during the lubrication of hydrodynamic, parabolic sidle microbearings. We are considering the microbearing where the attained values of the journal diameter of about 1 millimetre and micro-bearing gap heights have values up to one micrometer. The lubricant in such a thin gap has specific properties, which are different in comparison to the oil in classical bearings. The micro-bearing journal has a parabolic shape in the longitudinal direction. Therefore, during the journal rotation, the centrifugal forces develop that change the adhesion forces in such thin lubricant layer. Magnification of adhesion forces caused by the centrifugal forces gives the changes of internal friction forces between oil particles; hence, the dynamic viscosity in micro-bearing gap height direction changes more than the same case but in cylindrical micro-bearings. This fact implies the new value of hydrodynamic pressure obtained from adhesion and cohesion forces that never occur in cylindrical bearings. The present paper shows the numerical method for the determination of the mentioned additional hydrodynamic pressure caused by the adhesion and cohesion forces in parabolic micro-bearing gaps.

Słowa kluczowe

PL

mikrołożyska; adhezja; paraboliczne czopy

EN

micro-bearings; adhesion; parabolic journals

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2009
• Tom: nr 5
• Strony: 221--228
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Wierzcholski K.

• Politechnika Koszalińska, Instytut Mechatroniki, Nanotechnologii i Techniki Próżniowej, 75-620 Koszalin, ul. Racławicka 15/17

Bibliografia

• 1. Sadik Unlu B., Atik E.: Determination of friction coefficient in journal bear-ings. Elsevier, Materiał & Design, 28, 2007, pp. 973-977.
• 2. Bhushan B.: Nano-tribology and nanomechanics of MEMS/NEMS and BioMEMS, BioNEMS materials and devices. Microelectronic Eng. 84, 2007, pp. 387-412.
• 3. Binquan L., Robbins M.O.: The beaadown of continuum models for mechanical contacts. Nature Letters, Vol.435, 2005, pp. 929-932.
• 4. Jang G.H., Lee S.H., Kim H.W., Kim C.S.: Dynamic analysis of a HDD spindle system with FDBs due to the bearing width and asymmetric grooves of journal bearing. Microsystems Technologies, 11, 2005, pp. 499-505.
• 5. Wierzcholski K.: A new concept of the changes of memory capacity of fluid dynamics HDD micro-bearings. Tribologia, 4(220), 2008, pp. 267-274.
• 6. Wierzcholski K., Miszczak A.: Load Carrying Capacity of Microbearings with Parabolic Journal. Solid State Phenomena, Trans. Tech. Public, Switzerland,Vols. 147-149, 2009, pp. 542-547.
• 7. Wierzcholski K.: Bio and slide bearings; their lubrication by non-Newtonian fluids and application in non-conventional systems. Vol. III, Monograph. Gdańsk University of Tech., 2007.
• 8. www.oce.pg.gda.pl/biobearing, 2009.